《焊接結(jié)構(gòu)》課程教學(xué)大綱

《焊接結(jié)構(gòu)》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)焊接結(jié)構(gòu)WeldingStructure課程編碼MAT121611020開(kāi)課院部材料科學(xué)與工程學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)《焊接結(jié)構(gòu)》教學(xué)團(tuán)隊(duì)學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)32講授32實(shí)驗(yàn)0上機(jī)0實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專(zhuān)業(yè)材料成型及控制工程授課語(yǔ)言中文先修課程高等數(shù)學(xué)（2-1）、高等數(shù)學(xué)（2-2）、工程力學(xué)課程簡(jiǎn)介（必修）焊接結(jié)構(gòu)是材料成型與控制工程專(zhuān)業(yè)的重要主干課程之一，目的是使學(xué)生掌握焊接結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)和構(gòu)件的焊接性。主要內(nèi)容包括焊接應(yīng)力和變形產(chǎn)生的原因、種類(lèi)、防止措施及測(cè)定方法；焊接接頭的一般性能、應(yīng)力分布狀態(tài)及其對(duì)工作性能的影響、焊接接頭靜載強(qiáng)度計(jì)算；焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)對(duì)脆斷的影響及預(yù)防措施；焊接接頭和結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度的影響因素及措施；焊接結(jié)構(gòu)的工藝性和經(jīng)濟(jì)性及常見(jiàn)焊接結(jié)構(gòu)的焊接技術(shù)要求。本課程重點(diǎn)闡明焊接應(yīng)力與變形的原理、規(guī)律及控制途徑，有效提高焊接結(jié)構(gòu)的承載能力、疲勞強(qiáng)度和抗脆性斷裂能力。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握焊接結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)和構(gòu)件的焊接性，正確分析焊接結(jié)構(gòu)的工藝性和構(gòu)造合理性，培養(yǎng)學(xué)生在焊接結(jié)構(gòu)工藝設(shè)計(jì)和力學(xué)性能等方面的創(chuàng)新思維和創(chuàng)新意識(shí)，為解決工程中的復(fù)雜焊接結(jié)構(gòu)問(wèn)題提供理論基礎(chǔ)和工程分析計(jì)算能力。WeldingConstructionisoneofthemostimportantsubjectsinthefieldofmaterialformingandcontrolengineering,aimingtoenablestudentstomasterthemaincharacteristicofweldedstructureandweldabilityofcomponents.Themaincontentofthecourseisdividedintofiveparts,includingthecauses,types,preventionmeasuresandmeasurementmethodsofweldingstressanddeformation;thegeneralperformanceofweldedjoints,thestressdistributionstateanditsinfluenceontheworkingperformance,thecalculationofthestaticloadstrengthofweldedjoints,theinfluenceofweldedstructureonbrittlefractureandthepreventivemeasures;theinfluencingfactorsandmeasuresofweldedjointsandstructuralfatiguestrengthandtechnicalandweldedstructureofeconomicalpropertiesandweldingtechnicalrequirementsforcommonweldingstructures.Thecourseanalyzestheprinciple,regularityandcontrolwayofweldingstressanddeformation,andeffectivelyimprovesthebearingcapacity,fatiguestrengthandbrittlenessresistanceoftheweldedstructure.Thestudentscanmasterthecharacteristicsofthetypicalweldingstructure,correctlyanalyzethemanufacturabilityandreasonabilityoftheweldedstructure.Tocultivateinnovativethinkingandinnovationawarenessofstudentsintheprocessdesignandmechanicalpropertiesoftheweldingstructure,inordertoprovidetheoreticalbasisandengineeringanalysisandcalculationcapabilitiestosolvethecomplexweldingstructureintheproject.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：能夠?qū)?shù)學(xué)、工程基礎(chǔ)和材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)的相關(guān)知識(shí)用于解決復(fù)雜工程問(wèn)題是1.42M2目標(biāo)2：能夠運(yùn)用工程基礎(chǔ)、專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)等知識(shí)，進(jìn)行焊接結(jié)構(gòu)合理分析是2.23M3目標(biāo)3：能夠應(yīng)用數(shù)學(xué)、自然科學(xué)和工程科學(xué)的基本原理，通過(guò)文獻(xiàn)查閱與研究，分析材料成型及控制工程專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域中的工程問(wèn)題，尋找合理的解決方案。是2.34M4目標(biāo)4：能夠根據(jù)材料成型及控制工程領(lǐng)域的特定需求，完成焊接接頭強(qiáng)度校核及設(shè)計(jì)。是3.25M5目標(biāo)5：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)材料成型及控制工程領(lǐng)域中復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿(mǎn)足焊接結(jié)構(gòu)需求的成型工藝流程，在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)能夠體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)。是4.26M6目標(biāo)6：能理解工程倫理的核心理念，熟悉材料成型及控制工程領(lǐng)域工程師的職業(yè)性質(zhì)和社會(huì)責(zé)任，在工程實(shí)踐中自覺(jué)遵守職業(yè)道德、規(guī)范并履行責(zé)任是8.3三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第一章第一章緒論////21.11.1焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)M31講授1自學(xué)31.21.2構(gòu)件焊接性；課程的性質(zhì)、主要內(nèi)容及學(xué)習(xí)方法構(gòu)件的焊接性及學(xué)習(xí)內(nèi)容與方法M31講授1自學(xué)4第二章第二章焊接應(yīng)力與變形內(nèi)應(yīng)力及變形、焊接殘余變形和焊接殘余應(yīng)力的基本概念。焊接殘余變形和焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因。預(yù)防焊接變形的措施，焊接殘余應(yīng)力的分布及對(duì)性能的影響，調(diào)節(jié)內(nèi)應(yīng)力的措施////52.12.1內(nèi)應(yīng)力的產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力及其產(chǎn)生原因；熱應(yīng)變與相變應(yīng)變M1,M20.5講授0.5自學(xué)62.22.2焊接應(yīng)力與變形的形成過(guò)程簡(jiǎn)單桿件的應(yīng)力與變形；不均勻溫度場(chǎng)作用下的應(yīng)力與變形；焊接引起的應(yīng)力與變形，掌握焊接過(guò)程應(yīng)力與變形的演變過(guò)程，焊接熱應(yīng)變循環(huán)以及熱循環(huán)過(guò)程中材料性能的變化規(guī)律M1,M23.5講授3.5自學(xué)72.32.3焊接殘余應(yīng)力掌握焊接殘余應(yīng)力的分布，包括縱向殘余應(yīng)力的分布，橫向殘余應(yīng)力的分布，厚板中的殘余應(yīng)力、拘束狀態(tài)下焊接的內(nèi)應(yīng)力、封閉焊縫引起的內(nèi)應(yīng)力，分析焊接殘余應(yīng)力對(duì)靜載強(qiáng)度、剛度、受壓穩(wěn)定性、已經(jīng)構(gòu)件精度和尺寸穩(wěn)定性的影響規(guī)律M3,M52講授2自學(xué)82.42.4焊接殘余變形焊接殘余變形的分類(lèi)：縱向收縮變形及其引起的撓曲變形；橫向收縮變形及其引起的撓曲變形；角變形；波浪變形；焊接錯(cuò)邊和扭曲變形M2,M52講授2自學(xué)92.52.5焊接殘余應(yīng)力與變形的測(cè)量和調(diào)控焊接過(guò)程中應(yīng)變、位移及焊接變形的測(cè)量；焊接殘余應(yīng)力的測(cè)量；焊接殘余應(yīng)力與變形的調(diào)整與控制M2,M3,M52講授2作業(yè)10第三章第三章焊接接頭本章重點(diǎn)與難點(diǎn):焊接接頭的性能、工作應(yīng)力分布、靜載強(qiáng)度計(jì)算。要求掌握焊接接頭基本概念、基本型式、應(yīng)力分布、工作性能。電弧焊接接頭、接觸焊接接頭靜載強(qiáng)度的計(jì)算。焊縫許用應(yīng)力和代號(hào)....../...113.13.1焊接接頭的一般性能焊接接頭的基本型式，焊縫金屬的力學(xué)性能，熱影響區(qū)的力學(xué)性能M11講授1自學(xué)123.23.2焊接接頭的工作應(yīng)力分布和性能應(yīng)力集中，對(duì)接、丁字、搭接、點(diǎn)焊焊接接頭的工作應(yīng)力分布、影響因素和性能M2,M43講授3自學(xué)133.33.3焊接接頭靜載強(qiáng)度計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)化假設(shè)，對(duì)接、丁字、搭接和復(fù)雜截面接頭的靜載強(qiáng)度計(jì)算M42講授2作業(yè)143.43.4焊縫許用應(yīng)力估算法，規(guī)定數(shù)值....../...15第四章第四章焊接結(jié)構(gòu)的脆性斷裂本章重點(diǎn)與難點(diǎn):焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)、對(duì)性能的影響、預(yù)防脆斷的措施。要求掌握焊接接頭的特點(diǎn)、抗開(kāi)裂與止裂特性、預(yù)防脆斷的各種措施....../...164.14.1材料斷裂的評(píng)定方法轉(zhuǎn)變溫度，斷裂力學(xué)M1,M61講授1作業(yè)174.24.2焊接結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其對(duì)脆斷的影響設(shè)計(jì)、制造和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)對(duì)脆斷的影響M11講授1作業(yè)184.34.3焊接結(jié)構(gòu)的抗開(kāi)裂與止裂特性結(jié)構(gòu)的防斷設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，抗開(kāi)裂、止裂性能試驗(yàn)，斷裂力學(xué)應(yīng)用，各評(píng)定方法之間關(guān)系M12講授2自學(xué)194.44.4預(yù)防焊接結(jié)構(gòu)脆性斷裂的性能正確選材，合理設(shè)計(jì)、制造，嚴(yán)格管理M1,M30.5講授0.5自學(xué)20第五章第五章焊接接頭和結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度本章重點(diǎn)與難點(diǎn):疲勞強(qiáng)度的計(jì)算和影響因素。要求掌握焊接接頭典型連接的疲勞強(qiáng)度計(jì)算、各種因素對(duì)焊接接頭疲勞強(qiáng)度的影響、提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的措施////215.15.1材料及結(jié)構(gòu)疲勞失效的特征疲勞斷裂分類(lèi)，疲勞裂紋形成、擴(kuò)展、斷裂，疲勞裂紋斷口特征M1,M20.5講授0.5自學(xué)225.25.2疲勞試驗(yàn)和疲勞圖疲勞載荷及其表示法；基礎(chǔ)疲勞試驗(yàn)及疲勞曲線(xiàn)；疲勞強(qiáng)度的常用表示法——疲勞圖；各類(lèi)參數(shù)對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響M1,M21講授1自學(xué)235.35.3疲勞斷裂的物理過(guò)程斷口特征M2,M30.5講授0.5自學(xué)245.45.4焊接接頭的疲勞強(qiáng)度計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)許用應(yīng)力設(shè)計(jì)法，安全壽命設(shè)計(jì)，破損安全設(shè)計(jì)M2,M61講授1自學(xué)255.55.5影響焊接接頭疲勞強(qiáng)度的因素應(yīng)力集中的影響；近縫區(qū)金屬性能變化的影響；殘余應(yīng)力的影響；缺陷的影響；M1,M20.5講授0.5自學(xué)265.65.6提高焊接接頭疲勞強(qiáng)度的措施焊接結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)概述；疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)的一般原則；提高疲勞強(qiáng)度的工藝措施；提高疲勞強(qiáng)度幾種工藝方法的定量分析與比較。M2,M30.5講授0.5自學(xué)275.75.7斷裂力學(xué)在疲勞裂紋擴(kuò)展研究中的應(yīng)用裂紋和亞臨界擴(kuò)展；疲勞裂紋擴(kuò)展特性曲線(xiàn)的一般關(guān)系；疲勞裂紋擴(kuò)展壽命的估算。M1,M52講授2作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。2.考核學(xué)生對(duì)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形、強(qiáng)度、斷裂、疲勞等知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。20%2考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%3課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況5%4期末考試1.閉卷考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2.主要考核學(xué)生對(duì)焊接結(jié)構(gòu)應(yīng)力與變形、強(qiáng)度、斷裂、疲勞等基本知識(shí)的掌握能力，學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，題型主要有填空、判斷、簡(jiǎn)答題、分析題、計(jì)算題等。70%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1平時(shí)作業(yè)20%D-未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確2M1考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤3M1課堂表現(xiàn)5%D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好A-精神狀態(tài)飽滿(mǎn)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確4M1期末考試70%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）5M2平時(shí)作業(yè)20%D-未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確6M2考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤7M2課堂表現(xiàn)5%D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好A-精神狀態(tài)飽滿(mǎn)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確8M2期末考試70%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）9M3平時(shí)作業(yè)20%D-未能按時(shí)完成，作圖不規(guī)范，解題思路混亂C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖比較規(guī)范，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，作圖規(guī)范，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確10M3考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤11M3課堂表現(xiàn)5%D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好A-精神狀態(tài)飽滿(mǎn)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確12M3期末考試70%（見(jiàn)各年度試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）13M4平時(shí)作業(yè)20%D-未能按時(shí)完成，解題思路混亂C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確14M4考勤5%D-缺勤3次以上C-缺勤2-3次B-缺勤1次A-全勤15M4課堂表現(xiàn)5%D-精神狀態(tài)較差，回答問(wèn)題有誤C-精神狀態(tài)一般，問(wèn)題回答一般B-精神狀態(tài)良好，問(wèn)題回答較好A-精神狀態(tài)飽滿(mǎn)，回答問(wèn)題準(zhǔn)確16M4期末考試70%（見(jiàn)各年度試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）17M5平時(shí)作業(yè)20%D-未能按時(shí)完成，解題思路混亂C-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確A-獨(dú)立思考、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確1